双规准反应谱与统一设计谱理论
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中图分类号 ： Ｐ ３ １ ５ ． ９ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０ ４ ９ ３ ． ２ １ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ ． １ ０ ４ ５ ． ０ ９
Ｇｒ ｏ ｕｎｄ Ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂｉ — Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｒｅ ｓ ｐｏ ｎｓ ｅ Ｓｐｅ ｃ ｔ ｒ ｕｍ ａ ｎｄ
本专栏选登的 ５篇 文章 涉及近 断层 区地震 动模 拟、 我 国新一代地震动衰减关 系与场地放大 系数、 抗震设计谱 确定 中的新理论
与方法研 究， 是 中国地震局 工程 力学研究所和哈 尔滨工业 大学承担 的国 家 自然科 学基金 重点项 目、 ９ ７ ３ 项 目、 国家国际科技合作 专项和科技部地 震行 业专项项 目的最新研 究结果 ， 属 于地 震工程 学中的重点研 究领域 ， 具有重要 的科 学意义和应用价值 ， 相信会 为从 事这一领域研究和应 用的读者有一 定的参考价值 ．
产 生强迫振 动导致的． 因此 ， 确 定合理的抗震设计地震动参数是 保证工程结构抗震安全 的基础 ． 设 计地震动参数主要 包括地震动
峰值和抗 震设计谱 ， 它们都 是根 据 以往地震 时实际测量到 的大量强震记录分析的 结果 ， 结合 抗震理论和工程经验 ， 按 照约定的方
法经合理 简化后 得到的．随着近年来 国内外 强地震 动资料的 大量获取和 积 累， 人 们对地震动 的特性有 了进 一步的认 识 ， 为 了使这 些新的认识 能够及 时地反 映到我们 的抗 震设 计 中， 从 本世纪开始世界上许 多国家都先后 开展 了新一代设计地震 （ ｎ ｅ ｗ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｕｎ ｉ ｆ ｏ ｒ ｍ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ｔｈ ｅ ｏ ｒ ｙ
Ｘｉ ｅ Ｌ ｉ ｌ ｉ ， － ．Ｘｕ Ｌ ｏ ｎLeabharlann Baiduｇ ｊ ｕ ｎ ，
（ １ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅ ａ ￣ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ Ａｄ ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ８ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 理 论 和 应 用 的研 究 ．
新一代设 计地震动理论 不仅 是对现有设计 地震动的补 充和改进 ， 而且是要发展 一套更接近地震动 自身特点和规律 的设 计地
震动 ， 使 由此 确 定 的结 构 地 震 荷 栽 更 为合 理 ．
第４ ６卷
第 １ ２期
２ ０ １ ３年 １ ２月
天津 大学 学报 （ 自然科学与工程技术版） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ￣ｏ ｆ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ）
谱的分析 ，将 双规 准拟速度谱应 用于近 断层 设计谱的确定 中；最后 ，针 对双规准反应谱在表征地震 动一致特性方面
的 突出优势 ，提 出了基 于双规 准反应谱发展 统一设 计谱 理论 ，并建立新一代抗 震设 计谱 理论体 系的设 想． 关键词 ：强地震动 ；反应谱 ；双规准反应谱 ；统一设计谱
中 国工 程 院 谢 礼 立
ＤＯＩ １ ０ ． １ １ ７ ８ ４ ／ ｔ ｄ ｘ ｂ ２ ０１ ３ １ ２ ０ １
双 规准反应谱与统一设计谱理论
谢 礼 立 一， 徐 龙 军 ，
（ １ ．中 国地震局工程力学研究所 ，哈尔滨 １ ５ ０ ０ ８ ０ ；２ 哈尔滨工业大学 （ 威 海） 土木工程系 ，威海 ２ ６ ４ ２ ０ ９ ） 摘 要 ：双规 准反 应谱的概念和统 一设 计谱 的理论是基 于 当前 各类结构抗震规 范设计谱普遍存在 的不确定性和现有
大量 强震记 录由于信息不 完备 而得 不到 有效利用的现 实提 出的．首先给 出了地震动双规 准加速度反 应谱 的概念 ，分
析 了双规 准加 速度 谱在表征地震动频谱 特性方面与传统反应谱相 比较所具有的新特点 ，探讨 了双规 准加 速度谱用 于
建 立 抗 震 设 计 谱 的 构 想 和 方 法 ；其 次 ，叙 述 了双 规 准 拟 速 度 反 应谱 的 概 念 ，通 过 对 典 型 近 断层 地 震 动 双 规 准 拟 速 度
ｖ ｏ １ ． ４ ６ ＮＯ ． １ ２
Ｄｅ ｃ． ２０１ ３
【 主编特邀 】 ——新一代设计地震动参数研究
专 家点 评 ： 我 国是一个地震 多发的 国家， 从 ２ ０世 纪的邢 台地震 、 通海地震 、 海城 地震 、 唐 山地震 到本世 纪的汶川地震 、 玉树地
震， 再到最近发 生的芦山地震 ， 每 次大地震都会给人 民的生命 财产带来 巨大损 失 ， 而这种地震损失基本上都是 由于土木工程先遭 受到地 震破 坏才造成的．因此 ， 要 减轻地震的损 失首 当其冲的事是要使我们的 土木 工程 能抗御 地震的破坏作用． 土木 工程在地震 中之 所以会 遭受破坏是 由于地震力作 用的结果． 不 同于结构 的静 力荷 载 ， 地震力是一种惯性 力 ， 是 由于地震 时的地震动迫使结构
２ ． Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｔ Ｗｅ ｉ ｈ ａ ｉ ，Ｗｅ ｉ ｈ ａ ｉ ２ ６ ４ ２ ０ ９ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｇｒ ｏ ｕｎｄ Ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂｉ — Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｒｅ ｓ ｐｏ ｎｓ ｅ Ｓｐｅ ｃ ｔ ｒ ｕｍ ａ ｎｄ
本专栏选登的 ５篇 文章 涉及近 断层 区地震 动模 拟、 我 国新一代地震动衰减关 系与场地放大 系数、 抗震设计谱 确定 中的新理论
与方法研 究， 是 中国地震局 工程 力学研究所和哈 尔滨工业 大学承担 的国 家 自然科 学基金 重点项 目、 ９ ７ ３ 项 目、 国家国际科技合作 专项和科技部地 震行 业专项项 目的最新研 究结果 ， 属 于地 震工程 学中的重点研 究领域 ， 具有重要 的科 学意义和应用价值 ， 相信会 为从 事这一领域研究和应 用的读者有一 定的参考价值 ．
产 生强迫振 动导致的． 因此 ， 确 定合理的抗震设计地震动参数是 保证工程结构抗震安全 的基础 ． 设 计地震动参数主要 包括地震动
峰值和抗 震设计谱 ， 它们都 是根 据 以往地震 时实际测量到 的大量强震记录分析的 结果 ， 结合 抗震理论和工程经验 ， 按 照约定的方
法经合理 简化后 得到的．随着近年来 国内外 强地震 动资料的 大量获取和 积 累， 人 们对地震动 的特性有 了进 一步的认 识 ， 为 了使这 些新的认识 能够及 时地反 映到我们 的抗 震设 计 中， 从 本世纪开始世界上许 多国家都先后 开展 了新一代设计地震 （ ｎ ｅ ｗ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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（ １ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅ ａ ￣ ｈ ｑ ｕ ａ ｋ ｅ Ａｄ ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ８ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 理 论 和 应 用 的研 究 ．
新一代设 计地震动理论 不仅 是对现有设计 地震动的补 充和改进 ， 而且是要发展 一套更接近地震动 自身特点和规律 的设 计地
震动 ， 使 由此 确 定 的结 构 地 震 荷 栽 更 为合 理 ．
第４ ６卷
第 １ ２期
２ ０ １ ３年 １ ２月
天津 大学 学报 （ 自然科学与工程技术版） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ￣ｏ ｆ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ）
谱的分析 ，将 双规 准拟速度谱应 用于近 断层 设计谱的确定 中；最后 ，针 对双规准反应谱在表征地震 动一致特性方面
的 突出优势 ，提 出了基 于双规 准反应谱发展 统一设 计谱 理论 ，并建立新一代抗 震设 计谱 理论体 系的设 想． 关键词 ：强地震动 ；反应谱 ；双规准反应谱 ；统一设计谱
中 国工 程 院 谢 礼 立
ＤＯＩ １ ０ ． １ １ ７ ８ ４ ／ ｔ ｄ ｘ ｂ ２ ０１ ３ １ ２ ０ １
双 规准反应谱与统一设计谱理论
谢 礼 立 一， 徐 龙 军 ，
（ １ ．中 国地震局工程力学研究所 ，哈尔滨 １ ５ ０ ０ ８ ０ ；２ 哈尔滨工业大学 （ 威 海） 土木工程系 ，威海 ２ ６ ４ ２ ０ ９ ） 摘 要 ：双规 准反 应谱的概念和统 一设 计谱 的理论是基 于 当前 各类结构抗震规 范设计谱普遍存在 的不确定性和现有
大量 强震记 录由于信息不 完备 而得 不到 有效利用的现 实提 出的．首先给 出了地震动双规 准加速度反 应谱 的概念 ，分
析 了双规 准加 速度 谱在表征地震动频谱 特性方面与传统反应谱相 比较所具有的新特点 ，探讨 了双规 准加 速度谱用 于
建 立 抗 震 设 计 谱 的 构 想 和 方 法 ；其 次 ，叙 述 了双 规 准 拟 速 度 反 应谱 的 概 念 ，通 过 对 典 型 近 断层 地 震 动 双 规 准 拟 速 度
ｖ ｏ １ ． ４ ６ ＮＯ ． １ ２
Ｄｅ ｃ． ２０１ ３
【 主编特邀 】 ——新一代设计地震动参数研究
专 家点 评 ： 我 国是一个地震 多发的 国家， 从 ２ ０世 纪的邢 台地震 、 通海地震 、 海城 地震 、 唐 山地震 到本世 纪的汶川地震 、 玉树地
震， 再到最近发 生的芦山地震 ， 每 次大地震都会给人 民的生命 财产带来 巨大损 失 ， 而这种地震损失基本上都是 由于土木工程先遭 受到地 震破 坏才造成的．因此 ， 要 减轻地震的损 失首 当其冲的事是要使我们的 土木 工程 能抗御 地震的破坏作用． 土木 工程在地震 中之 所以会 遭受破坏是 由于地震力作 用的结果． 不 同于结构 的静 力荷 载 ， 地震力是一种惯性 力 ， 是 由于地震 时的地震动迫使结构
２ ． Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｔ Ｗｅ ｉ ｈ ａ ｉ ，Ｗｅ ｉ ｈ ａ ｉ ２ ６ ４ ２ ０ ９ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）